Untersuchung von Instabilitäten und Schichtstrukturen in dielektrisch behinderten Einzelfilamententladungen in Argon bei Atmosphärendruck

• Antragsteller: Dr. Markus Becker
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 407462159

Gegenstand des Vorhabens ist die modellbasierte Analyse räumlicher Schichtstrukturen sowie spontaner Modenübergänge und Instabilitäten in dielektrisch behinderten Atmosphärendruckentladungen. Dazu wird ein selbstkonsistentes hydrodynamisches Plasmamodell zur zeitabhängigen, räumlich zweidimensionalen Beschreibung einer Einzelfilamententladung in Argon bei Atmosphärendruck entwickelt und zur Erforschung von experimentell beobachteten Phänomenen eingesetzt. Insbesondere wird geklärt, welche physikalischen Prozesse für die Ausbildung unterschiedlicher Entladungsmodi und das Auftreten eines geschichteten Entladungskanals verantwortlich sind. Weiterhin wird analysiert, in welcher Weise Sauerstoff-Zumischungen das Entladungsverhalten beeinflussen. Die in Vorarbeiten entwickelte neuartige Drift-Diffusionsnäherung für die Elektronen und der Einsatz etablierter kinetischer Methoden erlaubt es zudem, die Bedeutung nichtlokaler Energietransporteffekte für die Entstehung von Schichtstrukturen in dielektrisch behinderten Atmosphärendruckentladungen erstmalig zu untersuchen. Wesentliches Ziel ist es, mittels Parameterstudien auf der Basis statistischer Versuchsplanung ein tieferes physikalisches Verständnis des Einflusses und der Wirkungsweise externer Entladungsparameter wie Spannungsamplitude und Frequenz sowie der Auswirkung von Gasverunreinigungen auf die Stabilität der Entladung zu erlangen. Letztendlich können so die Eingabegrößen optimiert sowie die verschiedenen Entladungsmodi gesteuert und für Anwendungen nutzbar gemacht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Privatdozent Dr. Detlef Loffhagen